Правила роботи з радіоактивними джерелами та високовольтним обладнанням

Радіоактивні джерела для роботи видаються студентам тільки на час проведення дослідів під розписку, про що робиться відмітка у спеціальному журналі. Студенти несуть особисту відповідальність за збереження і правильне використання радіоактивного джерела. Для роботи видаються джерела –частинок та джерело що випромінює γ-кванти. На поверхні джерел контрольний рівень випромінювання не перевищує 10-20 мкР\с. Джерела можна переносити з допомогою пінцета чи спеціального пристрою. На лічильник Гейгера-Мюллера подається робоча напруга 400-500 В чи 800-1200 В.

Можливі аварійні ситуації: порушення герметичності джерел може привести до забруднення працюючих та лабораторного обладнання довго живучими ізотопами що випромінюють –частинки та γ–кванти, виникнення пожежі, пошкодження заземлення, пошкодження ізоляції проводів.

Категорично заборонено: торкатись руками та гострими предметами активної плями радіоактивних джерел, підносити джерело до очей, передавати джерела іншим особам, вимикати кабель живлення детектора від увімкненого високовольтного блока чи детектора.

Мета і завдання роботи

На досліді переконатися, що результати реєстрації радіоактивних випромінювань підлягають певним статистичним закономірностям; освоїти прийоми розрахунку похибок вимірювань.

Необхідні прилади і матеріали

Пристрій, який складється з лічильника Гейгера-Мюллера, перерахункового пристрою типу ПС02-4 або іншого, високовольтного блоку для живлення лічильника. Джерело гамма- або бета - випромінювань. Інженерний мікрокалькулятор, який можна програмувати чи компютер з програмою ORIGIN, EXCEL.

Теоретичні відомості

1. Статистичний характер радіоактивного розпаду та результатів реєстрації іонізуючих випромінювань

Внаслідок статистичної природи процесів, що відбуваються в мікросвіті, величини, з допомогою яких описуються такі процеси теж мають статистичний характер. Наприклад, ядра певного радіоактивного нукліду (радіонукліду) характеризуються часом життя τ, але кожне конкретне ядро може до моменту розпаду проіснувати час, що набагато відрізняється від τ як в більшу так і в меншу сторону. Час життя визначається як усереднена величина на основі дослідження розпаду дуже великої кількості ядер. Кількість ядер N в досліджуваному зразку, що розпадаються за певний інтервал часу t є випадковою величиною, бо вона змінюється випадковим чином для сталих по тривалості, але різних інтервалів часу. Випадковою величиною буде і кількість відліків (імпульсів) k, зареєстрованих перерахунковим пристроєм, внаслідок попадання в лічильник частинок або гамма-квантів, що випромінюються ядрами при радіоактивних перетвореннях. Розуміння статистичного характеру явищ мікросвіту важливе як для постановки експериментів в області ядерної фізики так і для інтерпретації результатів вимірів.

Чсло відліків перерахункового пристрою k, як випадкова величина характеризується середнім значенням (математичним сподіванням), дисперсією D(k) або і законом розподілу. Пригадаємо, що дисперсією D(k) випадкової величини k називається математичне сподівання квадрата відхилення цієї величини від ї середнього значення

. (1)

Додатню величину називають середньоквадратичним стандартним відхиленням. Законом розподілу імовірності дискретної випадкової величини називається математичний вираз, який визначає ймовірність появи різних її значень. Для неперервної випадкової величини x закон розподілу виражається через функцію густини імовірності р(х), імовірність появи випадкової величини в інтервалі від x до x+Δx знаходиться як р(х) Δx.